驅動電機散熱原因及方法
電機是電動汽車三大核心部件之一,電機技術的進步是以純電動汽車為代表的新能源汽車快速發展的基礎與前提。雖然電機與發動機擁有不同的動力來源及工作模式,但是有一點是相同的:電機也需要散熱。都知道電機要散熱。但是,電機為什么要散熱?
電動汽車的驅動電動機有別于傳統的電動機。由于采用驅動電動機后,電動汽車一般不再裝配離合器,車輛變速器擋位也變得較少甚至取消,車輛的起步、加速、高速行駛全靠電動機來實現。而電動機的內阻不可能為零,因此在上述行駛中的大電流狀況下,電動機的內耗也會急劇增加,電動機的內耗幾乎全部以熱量的方式釋放。如果電動機得不到有效地冷卻,電動機的內部溫度不斷升高,導致電動機效率下降,如果溫度過高,就會造威內部燒蝕甚至擊穿導致電動機損壞。
另外,多數電動機內部均有磁性材料,溫度過高,會導致磁性材料穩定性下降,磁性降低,甚至磁性消失,導致電動機損壞。因而,控制電動機的工作溫度(尤其是最高溫度)尤為重要。
下面我們來看看驅動電機如何散熱。
電動機常見的冷卻方式有風冷和液冷。采用風冷方式較為常見,如一些小型電動機、交流電動機、開關磁阻電動機、異步電動機等;液冷方式主要用在一些永磁電動機。從理論上講,幾乎所有的電動機既可以采用風冷也可以采用液冷,最大的區別主要體現在電動機的設計用途和功率密度上。
如果車輛安裝空間自由度較大,通風情況良好,電動汽車電機的重量要求不是很苛刻,可以采用風冷電動機。為了節約車輛空間,縮小電動機的體積,降低電動機的重量,提高電動機的功率,可采用液冷方式。
由于風冷電動機不需要散熱水道,在制作和工藝上要求較低,成本相對較低。液冷電動機結構復雜,一般在外殼體上布置冷卻水道,而且需要增加較為嚴格的防護措施,因而成本較風冷電動機要高。風冷電動機為了獲得必要的冷卻效果,體積相對較大,且表面一般采用冷卻柵的方式增加散熱面積,而且還需要在電動機的封閉端增加散熱風扇以增加散熱效果,因而風冷電動機體積大和質量較大。
多數電動汽車尤其是大功率電動汽車一般采用液冷電動機。液冷電動機需要增設額外的電動水泵和散熱器等裝置來為電動機提供冷卻。這增加了額外功耗,使結構較為復雜,且布置和安裝要求較高。
2.主電動機控制器冷卻
主電動機控制器與電動機的冷卻方式一樣,也有風冷和液冷之分。在外觀上,風冷的控制器體積要較液冷的控制器體積大,風冷控制器一般需要裝備多個強制散熱風扇,進行強制通風。車載電動機控制器的冷卻方式主要取決于電動汽車電機的冷卻方式。一般情況下,這兩者均可采用相同的冷卻方式進行冷卻。
ATS驅動電機冷卻系統是驛力科技核心產品之一,一般簡稱為電動版ATS。該電機冷卻系統已水冷方式為基本工作原理進行設計,整套系統匹配了組合式電子冷卻風扇、水箱散熱器和電動冷卻水泵。與其它品牌驅動電機冷卻系統相比,驛力ATS的最大優勢是智能溫控,按需散熱。驛力電動版ATS電子冷卻風扇由內置數字控制程序的ECU控制器控制,ECU會通過分布在電機進出水口的溫度傳感器實時監測水溫,并在預先設定的溫控策略下,同步控制電子冷卻風扇的開啟、關閉、加速,直至無級變速。在驛力電動版ATS的保障下,驅動電機及電控器可以始終保持在最佳的工作溫度范圍。